- 函数的周期性
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已知函数f(x)=(1+x)e-2x,g(x)=ax++1+2xcosx,当x∈[0,1]时,
(I)求证:1-x≤f(x)≤;
(II)若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(I)证明:①当x∈[0,1)时,(1+x)e-2x≥1-x⇔(1+x)e-x≥(1-x)ex,
令h(x)=(1+x)e-x-(1-x)ex,则h′(x)=x(ex-e-x).
当x∈[0,1)时,h′(x)≥0,
∴h(x)在[0,1)上是增函数,
∴h(x)≥h(0)=0,即f(x)≥1-x.
②当x∈[0,1)时,f(x)≤⇔ex≥1+x,令u(x)=ex-1-x,则u′(x)=ex-1.
当x∈[0,1)时,u′(x)≥0,
∴u(x)在[0,1)单调递增,∴u(x)≥u(0)=0,
∴f(x)≤.
综上可知:1-x≤f(x)≤.
(II)设G(x)=f(x)-g(x)=(1+x)e-2x-(ax+x3+1+2xcosx)
≥1-x-ax-1-x3-2xcosx=-x(a+1+
+2cosx).
令H(x)=+2cosx,则H′(x)=x-2sinx,
令K(x)=x-2sinx,则K′(x)=1-2cosx.
当x∈[0,1)时,K′(x)<0,
可得H′(x)是[0,1)上的减函数,∴H′(x)≤H′(0)=0,故H(x)在[0,1)单调递减,
∴H(x)≤H(0)=2.∴a+1+H(x)≤a+3.
∴当a≤-3时,f(x)≥g(x)在[0,1)上恒成立.
下面证明当a>-3时,f(x)≥g(x)在[0,1)上不恒成立.
f(x)-g(x)≤-(1+ax+
x3+2xcosx)=
-ax-
-2xcosx=-x(
+a+
+2cosx).
令v(x)=+a+
+2cosx=
+a+H(x),则v′(x)=
+H′(x).
当x∈[0,1)时,v′(x)≤0,故v(x)在[0,1)上是减函数,
∴v(x)∈(a+1+2cos1,a+3].
当a>-3时,a+3>0.
∴存在x0∈(0,1),使得v(x0)>0,此时,f(x0)<g(x0).
即f(x)≥g(x)在[0,1)不恒成立.
综上实数a的取值范围是(-∞,-3].
已知函数f(x)=logax和g(x)=2loga(2x+t-2),(a>0,a≠1,t∈R)的图象在X=2处的切线互相平行.
(1)求T的值;
(2)设F(x)=g(x)-f(x),当x∈[1,4]时,F(x)≥2恒成立,求A的取值范围.
正确答案
(I)∵f′(x)=logae,g′(x)=
logae(3分)
∵函数f(x)和g(x)的图象在X=2处的切线互相平行,
∴f'(2)=g'(2)(5分)
∴logae=
logae,
∴t=6(6分)
(II)∴F(x)=g(x)-f(x)=2loga(2x+4)-logax=loga,x∈[1,4]
令 h(x)==4x+
+16,x∈[1,4]∵h′(x)=4-
=
,x∈[1,4]
∴当1≤x<2时,h′(x)<0,
当2<x≤4时,h′(x)>0.h(x)在[1,2)是单调减函数,在(2,4]是单调增函数.(9分)
∴h(x)min=h(2)=32,∴h(x)max=h(1)=h(4)=36
∴当0<a<1时,有F(x)min=loga36,当a>1时,有F(x)min=loga32.
∵当x∈[1,4]时,F(x)≥2恒成立,∴F(x)min≥2(10分)
∴满足条件的a的值满足下列不等式组 ;①,或
②
不等式组①的解集为空集,解不等式组②得 1<a≤4
综上所述,满足条件的 a的取值范围是:1<a≤4.(12分)
已知对任意x,恒有y≥sin2x+4sin2xcos2x,求y的最小值.
正确答案
令u=sin2x+4sin2xcos2x,
则u=sin2x+sin22x=(1-cos2x)+(1-cos22x)=-cos22x-
cos2x+
=-(cos2x+
)2+
,
得umax=.由y≥u知ymin=
.
所以y的最小值为.
已知函数f(x)=lnx,g(x)=x2-bx(b为常数).
(1)函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线与g(x)的图象相切,求实数b的值;
(2)设h(x)=f(x)+g(x),若函数h(x)在定义域上存在单调减区间,求实数b 的取值范围;
(3)若b>1,对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|成立,求b的取值范围.
正确答案
(1)f(x)=lnx得f′(x)=,
函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=1,切线方程为:y-0=x-1即y=x-1.
由已知得它与g(x)的图象相切,将y=x-1代入得x-1=x2-bx,即
x2-(b+1)x+1=0,
∴△=(b+1)2-2=0,解得b=±-1,
即实数b的值为±-1.
(2)h(x)=f(x)+g(x)=lnx+x2-bx,
∴h′(x)=+x-b,
根据函数h(x)在定义域(0,+∞)上存在单调减区间,
∴存在x>0,使得+x-b<0,即b>
+x,
由于当x>0时,+x≥2,
∴b>2.
∴实数b 的取值范围(2,+∞).
(3)对于区间[1,2]上的任意实数x,f′(x)=∈[
,1].
g′(x)=x-b∈[1-b,2-b],
要使得对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|成立,
若用注意到f(x)是增函数,不妨设x1>x2,则f(x1)>f(x2),问题转化为|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|
等价于-f(x1)+f(x2)<g(x1)-g(x2)<f(x1)-f(x2)从而f(x1)-g(x1)>f(x2)-g(x2)且f(x1)+g(x1)>f(x2)+g(x2),
即f(x)-g(x)与f(x)+g(x)都是增函数,
利用导数的几何是切线的斜率,得到|f′(x)|>|g′(x)|,
即>|b-x|,于是x-
≤b≤x+
即(x-
)max≤b≤(x+
)min∴
≤b≤2.
则b的取值范围[,2].
函数f(x)=3x+sinx+1(x∈R),若f(t)=2,则f(-t)的值为______.
正确答案
∵f(t)=3t+sint+1=2,
∴3t+sint=1,
f(-t)=-3t-sint+1=-1+1=0;
故答案为0.
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